【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及细胞培养领域，更具体地，涉及一种三维细胞加压培养装置及其细胞培养方法。
技术介绍
1、在细胞生物学和组织工程研究中，二维细胞培养通常设置在培养皿、玻片或者其他平面基质上，因环境较为单一，容易控制营养物质、废物的扩散和细胞之间的相互作用，二维细胞受到的机械力主要是平面上的剪切力，细胞与基质之间的黏附力。
2、但传统的二维细胞培养方法劣势在于缺乏三维结构，只能提供平面的生长表面，无法模拟真实的细胞组织结构，并且在二维环境中，细胞的极性(即细胞的方向性和功能区分)往往难以维持，而在体内，细胞的极性对于其功能至关重要。由于无法提供细胞在体内的三维结构环境，导致细胞的形态和功能表现与体内实际情况存在显著差异。
3、近年来，三维细胞培养技术逐渐兴起，三维细胞培养能更好地模拟体内组织的三维结构，细胞在3d环境中可以保持其自然的极性和形态，通过提供类似细胞外基质的三维结构环境，更接近体内的实际情况，提高了细胞培养的效果。其中，细胞在机械压力下的行为和功能变化是一个重要的研究方向。
4、现有技术cn214458057u公开了一种三维培养细胞的压应力加载装置，其中应力加载部件与多孔膜共同形成容纳培养液的空腔，此结构设计保证了细胞培养的条件贴近细胞在体条件，在进行细胞压应力加载时，实现了体外单一形式压应力的施加；然而，该现有技术中的应力加载部件采用了增减砝码的方式调整应力加载的大小，不能严格控制压应力的大小加载，容易在细胞实验培养过程产生一定的误差。
5、同时，现有技术cn21575741
技术实现思路
1、本专利技术为克服上述现有技术所述的压力加载不能进行精准调节的缺陷，提供一种三维细胞加压培养装置及其细胞培养方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
3、一种三维细胞加压培养装置，包括无菌培养箱、细胞培养器和压力调节机构；所述压力调节机构固定在所述无菌培养箱的顶部；
4、所述细胞培养器包括培养器主体、活塞推杆和培养器端口；
5、所述无菌培养箱的底板上设有凸台，所述凸台设有用以与所述培养器端口配合连接的凹槽。
6、进一步地，所述压力调节机构包括固定座、调节手轮、滑动丝杆和升降圆台；所述活塞推杆的一端与所述升降圆台配合连接；
7、通过上述技术方案设计，可以实现通过调节手轮和滑动丝杆的配合，可以实现升降圆台的精确升降，从而精确地调节压力。
8、进一步地，所述升降圆台中央设有用于与所述活塞推杆连接的凹槽。
9、通过上述技术方案设计，活塞推杆和升降圆台的运动更加同步和协调，确保了压力调节过程的精确性和可控性。其中，中央凹槽的设计简化了活塞推杆的安装过程，只需将活塞推杆的一端插入凹槽即可，减少了安装时间和难度；同时，利用凹槽固定活塞推杆，避免了活塞推杆在竖直运动过程中产生的过度摆动和摩擦，能够降低零部件的磨损，延长了装置寿命。
10、进一步地，所述培养器端口设有直臂卡扣，所述直臂卡扣用以与所述凸台的凹槽内表面的卡位配合连接；
11、通过上述技术方案设计，直臂卡扣和凹槽的特定形状设计，可以有效防止误操作，确保细胞培养器在正确的位置上进行工作；同时卡扣与凹槽内表面紧密配合，避免在操作过程中出现松动或脱落的情况。
12、进一步地，所述三维培养细胞加压培养装置的无菌培养箱其中一面为可旋转开关箱门，便于实验人员拆卸组装所述细胞培养器和观察细胞培养情况。
13、通过上述技术方案设计，可以减少外界空气和污染物对无菌培养箱的培养环境的干扰，保证培养过程的无菌条件。同时，无菌培养箱的制造需要采用具备生物相容性和稳定性的材质，如聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)。
14、进一步地，所述凸台的凹槽设有一层用于密封所述培养器端口和凹槽缝隙的硅胶层。
15、通过上述技术方案设计，确保了压力调节机构对细胞培养器内部施加压力过程中，能够保持细胞培养器内部的细胞混合液不发生泄漏；且所述硅胶层具有良好的生物相容性和稳定性，在细胞培养过程中不会对细胞产生毒性。
16、进一步地，所述的活塞推杆头部设有保证与所述培养器主体无缝贴合密封套圈。
17、进一步地，所述凸台的凹槽上表面用以检测细胞培养混合液压应力的压应力传感器，圆周内表面设有检测用以检测细胞培养混合液切应力的切应力传感器；
18、所述无菌培养箱的内壁上设有用以检测细胞培养空间温度的温度传感器。
19、进一步地，所述无菌培养箱设有连接外部控制单元的端口，用以监测和控制所述培养器主体内的实验参数。
20、进一步地，所述培养器主体上设置有用以读取液体体积的刻度。
21、进一步地，所述无菌培养箱设有换气设备接口以外接换气设备，便于实验人员根据所述无菌培养箱内部所需维持的气体浓度进行调节。
22、一种所述三维细胞加压培养装置的细胞培养方法，包括以下步骤：
23、s1：实验人员调整压力调节机构，使压力调节机构上升到适当的高度；
24、s2：将培养器端口与凸台的凹槽进行配合连接；
25、s3：将混合后的细胞混合液缓慢注入细胞培养器主体中；
26、s4：将活塞推杆与压力调节机构进行配合连接，实验人员控制压力调节机构向下运动，进而带动活塞推杆压缩细胞混合液培养器主体内的以调整气压。
27、与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
28、一种三维细胞加压培养装置，包括无菌培养箱、细胞培养器和压力调节机构；压力调节机构固定在所述无菌培养箱的顶部；细胞培养器包括培养器主体、活塞推杆和培养器端口；无菌培养箱的底板上设有凸台，所述凸台设有用以与培养器端口配合连接的凹槽。
29、使用本专利技术的三维细胞加压培养装置及细胞培养方法，能够实现对成纤维细胞进行三维细胞培养过程中，根据实验人员的实验需求进行相应的压力调控，且该装置无菌培养箱的设计便于移动，整体装置操作及拆卸简便。
30、本专利技术中凸台的凹槽上表面用以检测细胞培养混合液压应力的压应力传感器，圆周内表面设有检测用以检测细胞培养混合液切应力的切应力传感器；无菌培养箱的内壁上设有用以检测细胞培养空间温度的温度传感器。无菌培养箱设有连接外部控制单元的端口，用以监测和控制所述培养器主体内的实验参数；实现了智能压力控制和培养环境调节和监控等。
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1.一种三维细胞加压培养装置，其特征在于，包括无菌培养箱(1)、细胞培养器(2)和压力调节机构(3)；所述压力调节机构(3)固定在所述无菌培养箱(1)的顶部；
2.根据权利要求1所述的三维细胞加压培养装置，其特征在于，所述压力调节机构(3)包括固定座(301)、调节手轮(302)、滑动丝杆(303)和升降圆台(304)；所述活塞推杆(202)的一端与所述升降圆台(304)配合连接；
3.根据权利要求2所述的三维细胞加压培养装置，其特征在于，所述培养器端口(203)设有直臂卡扣，所述直臂卡扣用以与所述凸台(101)的凹槽内表面的卡位配合连接；
4.根据权利要求1所述的三维细胞加压培养装置，其特征在于，所述三维培养细胞加压培养装置的无菌培养箱(1)其中一面为可旋转开关箱门，便于实验人员拆卸组装所述细胞培养器(2)和观察细胞培养情况。
5.根据权利要求1所述的三维细胞加压培养装置，其特征在于，所述凸台(101)的凹槽设有一层用于密封所述培养器端口(203)和凹槽缝隙的硅胶层。
6.根据权利要求1所述的三维细胞加压培养装置，其特
7.根据权利要求1所述的三维细胞加压培养装置，其特征在于，所述凸台(101)的凹槽上表面用以检测细胞培养混合液压应力的压应力传感器，圆周内表面设有检测用以检测细胞培养混合液切应力的切应力传感器；
8.根据权利要求7所述的三维细胞加压培养装置，其特征在于，所述无菌培养箱(1)设有连接外部控制单元的端口，用以监测和控制所述培养器主体(1)内的实验参数。
9.根据权利要求1所述的三维细胞加压培养装置，其特征在于，所述培养器主体(201)上设置有用以读取液体体积的刻度。
10.一种权利要求1-9任一项所述三维细胞加压培养装置的细胞培养方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种三维细胞加压培养装置，其特征在于，包括无菌培养箱(1)、细胞培养器(2)和压力调节机构(3)；所述压力调节机构(3)固定在所述无菌培养箱(1)的顶部；
2.根据权利要求1所述的三维细胞加压培养装置，其特征在于，所述压力调节机构(3)包括固定座(301)、调节手轮(302)、滑动丝杆(303)和升降圆台(304)；所述活塞推杆(202)的一端与所述升降圆台(304)配合连接；
3.根据权利要求2所述的三维细胞加压培养装置，其特征在于，所述培养器端口(203)设有直臂卡扣，所述直臂卡扣用以与所述凸台(101)的凹槽内表面的卡位配合连接；
4.根据权利要求1所述的三维细胞加压培养装置，其特征在于，所述三维培养细胞加压培养装置的无菌培养箱(1)其中一面为可旋转开关箱门，便于实验人员拆卸组装所述细胞培养器(2)和观察细胞培养情况。
5.根据权利要求1所述的三维细胞加压培养装置，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏亚婷，尹美芳，邓嘉雯，刘小芳，
申请(专利权)人：深圳市第二人民医院深圳市转化医学研究院，
类型：发明
国别省市：
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